論中小型水庫土壩填筑施工技術(shù)

　　摘要:土石壩填筑是中小型水利水電工程中施工中的主要部分,是決定大壩使用壽命的關(guān)鍵部分；本文結(jié)合工程實(shí)例，主要探討了中小型水庫土壩的填筑施工技術(shù)。

　　關(guān)鍵詞:水庫；土石壩,施工技術(shù)

　　某水庫樞紐工程是一座以發(fā)電為主,結(jié)合灌溉的中型水利樞紐工程。其中主壩為壤土心墻砂殼壩,壩高為42m,庫容198萬m2,壩頂寬6米,壩頂路面為C20砼路面,不設(shè)防浪墻,壩體坡比按1：3放坡,壩體填筑量為45.6萬m3。

　　1壩體填筑料的選擇

　　1、1土料選擇

　　經(jīng)天然建筑材料勘察,壩體土料采用粘性土,控制干密度大于1.55g/cm3,滲透系數(shù)k=1.0×10-4cm/s。土料場距壩址3km。

　　1、2砂礫石料的選擇

　　選擇經(jīng)檢測含泥量小于15%,級配良好,粒徑均勻的石料。

　　2施工工序

　　2、1施工前準(zhǔn)備工作

　　按照施工圖紙進(jìn)行測量放樣,各施工人員熟悉圖紙,做好臨時供電供水,鋪筑施工道路及安全標(biāo)志等。

　　2、2壩基清理

　　將壩基范圍內(nèi)的草皮、樹木、亂石、淤泥、有機(jī)質(zhì)含量大于2%的表層土、自然容重小于1.48t/m3的細(xì)砂和極細(xì)砂徹底清除,清除深度0.6m。挖除低強(qiáng)度、高壓縮性軟土及地震時易液化的粉質(zhì)土層,清除巖石壩基表面松動石塊。對地道、水井、試坑等,應(yīng)把積水與雜物全部清理干凈,并用筑壩土料分層回填夯實(shí)。

　　2、3土壩填筑

　　清基完成后,從最低洼處開始壩體的填筑工作。先把壩面填平,再將壩面劃分為幾個區(qū)段進(jìn)行流水作業(yè)施工。壩體分層進(jìn)行填筑,土料用自卸汽車運(yùn)到壩面以后,經(jīng)過鋪土、平土、壓實(shí)等主要工序,完成一個填筑層施工。

　　(1)壩面填筑施工要求。

　　①鋪土。鋪土沿壩軸線方向進(jìn)行,土料鋪填均勻以減少平土工作量。把超徑不合格的土塊打碎,石塊應(yīng)剔除。自卸汽車進(jìn)入防滲體填筑區(qū)鋪土工作時,用進(jìn)占法倒退鋪土,防止土料超過壓實(shí)功而發(fā)生剪切破壞,在壩面上每隔50m設(shè)專用道口,以免汽車因穿越反濾層將反濾料帶入防滲體內(nèi),造成土料反濾料邊線混淆而影響壩體質(zhì)量。為了保證設(shè)計斷面,在上下游邊坡鋪土?xí)r,預(yù)留1.0m的富裕寬度。

　　②平土。平土按設(shè)計厚度分層進(jìn)行平整,可用拉線控制平土厚度。采用人工或機(jī)械平土。自卸汽車集中卸料時,用推土機(jī)平整;塑性心墻壩或塑性斜墻壩鋪筑面應(yīng)向上游傾斜1%～2%的坡度,均質(zhì)壩可鋪成中部凸起分別向上、下游傾斜1%～2%的坡度,以利施工期間的雨水排泄。鋪填的土層應(yīng)平整好,以免雨后積水影響施工。經(jīng)插釬檢查厚度符合設(shè)計要求后進(jìn)行壓實(shí)。

　�、蹓簩�(shí)。壓實(shí)時碾壓機(jī)具的開行方向平行于壩軸線方向。用拖拉機(jī)拖帶各種類型的滾碾進(jìn)行碾壓時,碾壓方法采用進(jìn)退錯距法;碾壓遍數(shù)應(yīng)嚴(yán)格控制,避免漏壓或過壓,對已經(jīng)發(fā)生剪切破壞的“橡皮土”,全部清除,重新鋪填壓實(shí)。分段碾壓,順碾壓方向的搭接長度不小于0.3m～0.5m。壩面邊緣地帶與混凝土結(jié)合區(qū)和岸坡接合部位,采用小型夯實(shí)機(jī)具夯實(shí)。④灑水及刨毛。當(dāng)黏性土含水量偏低或偏高,要進(jìn)行灑水或晾曬。灑水或晾曬工作主要在料場內(nèi)進(jìn)行。壩面加水,為了使水分能盡快分布到填筑土層的填筑厚度內(nèi),在鋪土?xí)r灑1/3的水量,其余2/3待鋪好后灑。灑水后停歇一段時間,使水分在土層中均勻分布,再進(jìn)行碾壓。刨毛是在汽車上壩或壓實(shí)機(jī)具壓實(shí)后的土料表層形成光面進(jìn)行的處理,以確保層間結(jié)合良好。

　　(2)心墻反濾料施工。

　　①先放樣確定反濾料位置,鋪料時挖掘機(jī)配合人工鋪料,反濾料呈梯形鋪設(shè),高45cm,下寬65cm,上寬45cm,上下層搭接寬度不得小于50cm。先騎縫碾壓反濾料和附近的土料,再碾壓土或砂殼。在心墻施工中,要注意使心墻與砂殼平衡上升,心墻上升太快,易干裂影響質(zhì)量;砂殼上升太快,則會造成施工困難。②防滲體土料與反濾料每次填壓的層厚都會不同,需采取一定的措施來保證其平起施工。目前,多采用土砂平起施工法。根據(jù)土料與反濾料填筑的先后順序不同,土砂平起施工法分為先土后砂和先砂后土法。采用先砂后土法,第一層土超寬70cm,第二層土超寬40cm,第二層土鋪筑完后,先碾壓土的上下游邊線處,同時進(jìn)行人工削坡,再鋪反濾料。施工的土料邊沿會有一定寬度未壓實(shí)合格,所以每填三層土料用夯實(shí)機(jī)具夯實(shí)一次土砂邊。在夯實(shí)土砂結(jié)合部位時,宜先夯土邊一側(cè),待合格后再夯反濾料。③砂殼填筑厚度經(jīng)實(shí)驗(yàn)為50cm,砂礫石鋪土方法為“進(jìn)占法”和“后退法”,砂礫粒徑較大的用“進(jìn)占法”,砂礫粒徑較小的用“后退法”,平料容易,壩面平整,可以避免塊石集中、架空現(xiàn)象。在鋪料同時進(jìn)行人工灑水,砂礫區(qū)填筑根據(jù)壤土填筑進(jìn)度分區(qū)填筑,區(qū)之間連接采用“臺階收坡法”,每層寬度預(yù)留1米的臺階,便于結(jié)合處壓實(shí)。邊角處用小型平夯分層夯實(shí),厚度為25cm～30cm之間,夯實(shí)8遍,寬度2m。④塑性斜墻壩施工,當(dāng)砂殼修筑到一定高度甚至達(dá)到設(shè)計高程后,再填筑斜墻土料,以便使砂殼有較大的沉陷,避免因砂殼沉陷不均勻而造成斜墻裂縫。斜墻應(yīng)留余量0.3m～0.5m,以便削坡。已筑好的斜墻應(yīng)立即在其上游面鋪好保護(hù)層,保護(hù)層隨斜墻增高而增高,其相差高度不大于2m,以防止斜墻土料干裂。

　　(3)接縫處理。

　�、賶误w分段分期施工時,壩體內(nèi)將出現(xiàn)橫向和縱向施工接縫。接縫面要認(rèn)真處理,保證結(jié)合良好,防止形成滲水通道和因壩體不均勻沉降導(dǎo)致開裂。②為了保證防滲體要求的整理性,一般不設(shè)縱向接縫。對于橫向接縫,當(dāng)兩邊壩面高差在1m以上時,其結(jié)合坡度不應(yīng)陡于1：3,并在坡面上加設(shè)結(jié)合槽,以增加防滲效果。結(jié)合槽一般深0.25m,底寬0.5m,兩側(cè)邊坡1：1,其間距約5m左右。

　　3壩體質(zhì)量檢查、養(yǎng)護(hù)與修理技術(shù)

　　土料場應(yīng)經(jīng)常檢查所取土料的土質(zhì)情況、土塊大小、含水量和雜質(zhì)含量是否符合填筑要求。對于黏性土,當(dāng)含水量較大時,則采取截水和排水措施;當(dāng)含水量偏低,則考慮在料場加水,以提高含水量。

　　石料場要經(jīng)常檢查石質(zhì)、風(fēng)化程度、石料大小及形狀等是否符合填筑要求。如發(fā)現(xiàn)不合格,應(yīng)查明原因,并及時處理。

　　土料填筑過程中,應(yīng)對鋪土厚度、填土塊度、含水量、壓實(shí)后的干密度等進(jìn)行檢查。土料壓實(shí)后,黏土或壤土的干密度不低于1.55t/m3～1.65t/m3,砂礫料和堆石不低于1.75t/m3～1.85t/m3。經(jīng)常檢查可以掌握其變化和工作狀況,及時調(diào)整,合理調(diào)度運(yùn)用。檢查時詳細(xì)觀察壩體表面有無沖蝕、裂縫、坍陷、滑坡現(xiàn)象;壩基有無管漏、流土,滲水量有無驟增大或減少或出現(xiàn)渾濁現(xiàn)象;護(hù)坡塊石有無被翻起、松動、風(fēng)化等現(xiàn)象。取樣時,每個土樣應(yīng)代表一定的部位和方量,當(dāng)土料含水量過高、土質(zhì)可疑、碾壓不足、鋪土超厚等工程特征部位要增加取樣數(shù)量。堆石體應(yīng)對堆石的級配、空隙率大小,進(jìn)行分層分段取樣檢查,結(jié)果應(yīng)符合設(shè)計要求。并對所有質(zhì)量檢查的記錄,隨時整理編號歸檔。在檢查時如發(fā)現(xiàn)有上述現(xiàn)象時,應(yīng)隨時進(jìn)行養(yǎng)護(hù)修理。必要時應(yīng)向上級主管部門報告。

　　4結(jié)語

　　在中、小型水利水電工程中,土石壩被廣泛應(yīng)用。土壩的填筑施工不僅要嚴(yán)格按照設(shè)計文件和規(guī)程規(guī)范進(jìn)行,而且應(yīng)根據(jù)工程的地質(zhì)、地形等條件制定具體的施工處理措施。